电力配电网单相接地故障选线技术的发展

电力配电网单相接地故障选线技术的发展

马中杰

国投新疆新能源有限公司 新疆 乌鲁木齐 830000

     摘要：作为供电系统中的重要部分，电力配电网的重要性毋庸置疑。从实际情况来看单相接地故障是配电网建设与使用过程中经常出现的问题，要求专业人员提高对选线环节的重视，选择应用多种科学的选线方法以从根本上降低单相接地故障的发生风险。本文阐述了常见的几种故障选线方法，并就每一种线型的特性进行了分析。

关键词：电力配电网；单相接地故障；选线技术；方法与特性

城市电网负荷逐渐加大，为满足这一需求，变电站的数量也在持续增长，导致单相接地故障发生较为频繁，部分地区甚至长期处于电压不稳定的状态下。为了从根本上提升电网运行稳定性，相关技术人员应联系电网建设实际条件，准确定位故障类型，选择应用科学合理的选线技术，以最大限度地降低配电网故障风险。

1. 故障选线方法

1.1信号输入法

配电系统出现故障时，传感器（空闲）电压输出为0，以这一特性为基础，很容易得出信号的流动方向即为故障线方向，在途径大地接触点后即可返回，从而准确定位故障位置。为尽量消除信号的干扰作用，应选择科学频率完成信号传输任务，建议在初期选择具有便携优势的装置帮助探测信号。自动化电路可以应用在信号的集中处理环节，并需要以传感器装置作为信号的传输出入口。

1.2增量残留法

以手动谐振接地系统为例，如今其接地方式已经被弧圈接地方式代替，尤其是在处理部分接地故障时该方式能够发挥出更为优异的应用效果，在信号补充值的帮助下能够轻松地掌握电流变化情况。一旦超出设定值，可采取线圈补偿的方式将电流值改变。金属接地故障出现后也能够根据具体的故障表现逐渐显现出来。但由于不同电路有不同的故障表现形式，应从故障的最大变化角度思考解决故障的方式。

1.3中电阻法

电阻若与线圈开关采取并联方式连接，一旦出现接地故障，那么应根据具体的故障判断选线方式。永久性故障的情况下若有电阻的投入则需要隔一段时间，此时由于在电阻流通情况下将会有空电流出现在故障电路显示表上，应以这一原理作为选线的基本方法；若为过渡故障，虽然各个线路中均有电流变化表现，但故障线路表现得最为明显。不同的电压等级所对应的电阻选择也存在着诸多差异，在结束选线后应立即将并联电阻切除。该种方法所产生的附加电流较大，且从选线方法的本质上来看系统中性点的接地方式已然被改变。

1.4利用暂态量选线法

利用稳态量选线，因受到中性点接地方式、过渡电阻及间歇性接地等因素影响，选线的效果并不好。而零序电流暂态分量中包含着丰富的信息，其幅值是稳态对地电容电流的几倍到十几倍，数值在数十安培到数百安培之间，并且不受消弧线圈影响，而且能较好地反映间歇性接地故障。因此，利用暂态量选线逐渐成为选线研究的主流。暂态量选线法主要包括早期研究的首半波法、暂态零序电流比幅比相法和暂态能量法，以及目前研究较多的时频分析法、波形相似度法和行波法。

1.5首半波法

发生单相接地故障后，由于消弧线圈电感电流还未来得及改变，在故障发生后的半个周波内，故障线路零序电流与正常线路方向仍相反，可通过比较各线路暂态电流首半波的方向实现选线。但在实际工程应用时，首半波的时间很短，存在提取困难的问题。

1.6暂态零序电流比幅比相法

在某一特定频段内的暂态零序电流仍满足故障线路幅值最大、方向与正常线路相反的特征，通过提取该频段内的暂态电流比幅、比相实现选线。但由于接地故障的类型较多，零序电流暂态分量的频率成分复杂，频带的范围很难确定。

1.7 暂态能量法

能量函数为瞬态零序电流和电压的乘积在一段时间内的积分。接地线路的能量函数幅值远大于正常线路，且方向与之相反，据此特征实现故障选线。但由于该方法对瞬时功率求积分，当暂态分量受到外部干扰时，其误差较大。

2.每种选线的特点分析

2.1选线的稳定性

在一定条件的外界干扰下，每一种的检测方法的可靠性都和它使用的信息量有关。使用的信息量越多，就会有越大的信噪比，就会有越高的检测稳定性。在同一个时间段里，信号的幅值利用越大，就会有越高的可靠性。从另一方面来说，越长时间的利用信号，例如，选线重复，就会有越高的稳定性。因为远态分量远小于故障电流的暂态分量。但是信号注入法，增量残留法，中电阻法可以重复选线，所以对接地故障的稳定性用这几种选线都有很高的满意稳定性。对于间歇性接地，弧光接地等故障，因为不稳定的故障点，就会频繁破坏稳态信号从而使稳态选线的可靠性被降低了。尤其是高阻接地故障，每种选线的稳定性都会有显著的下降。

2.2 安全性能

安全性能在选线装置方面主要有两方面。一方面体现在选线装置在正常工作的时候不会危害其他设备和不损坏一次性系统，另一方面，表现在装置的自身安全，发生事故时不扩大事故范围或者不发生任何事故。

除了核心装置外，主动式选线的方法还需要其他设备辅助或者安装专用设备。比如注入信号设备，并联消弧线圈的中电阻和把消弧线圈的补偿度改变一等下. 通过这些附加操作或者附加设备可以进一步增加系统的安全性。很多主动性选线的方法都加入了故障电流的故障点，尤其是中电阻选线的方法增加了数十倍安培的电流。虽然只有较短的时间增加电流，但是也与把故障电流减小来保障自动熄弧的原则相违背，这把故障点的破坏程度加大了，尤其还会引发电缆的两相短路和更为严重的故障。

结 语

谐振接地系统在配网中的单相接地故障选线原理有很大差异，设计装置，操作方式也有很大不同，所以对用户使用的要求和现场工程安装也有很大的差异，但是设计装置能够满足大部分的现场需求。可是要注意不管采取哪一种选线方法都要确保信号的准确性，比如零序互感电流的统一型号问题和极性一致的问题。

参考文献

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